Analisi in 3D dello sviluppo dei polmoni nei pesci celacanti

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Rio de Janeiro ha ricostruito in 3D le fasi dello sviluppo degli organi dei celacanti, scoprendone i polmoni atrofizzati


I risultati dell’attenta analisi degli organi dei pesci celacanti sono stati recentemente pubblicati da Nature Communication e illustrano le varie ipotesi sugli antenati di questi animali. Sebbene siano pesci, la particolarità dei celacanti (Coelacanthiformes) è quella di possedere i polmoni. Nel corso degli anni, sono stati rinvenuti vari fossili di questo gruppo animale, tuttavia non era mai stata compiuta una ricerca così dettagliata sui loro organi interni. Per la prima volta, è stato quindi possibile ricostruire il percorso dello sviluppo anatomico di questi pesci fase dopo fase.

Le caratteristiche dei celacanti
I celacanti sono pesci predatori di notevoli dimensioni, poiché partono dai 35 centimetri alla nascita e possono raggiungere 80 kg di peso. Si pensava fossero oramai estinti, quando nel 1938 fu scoperta la specie Latimeria chalumnae, una delle due attuali specie di celacanti, nelle profondità oceaniche in Sud Africa. Dai fossili è stato stabilito che i celacanti risalgono a 400 milioni di anni fa, al periodo del devoniano inferiore. Oltre ai polmoni, un’altra loro caratteristica anatomica peculiare è il possesso di pinne carnose sostenute da robuste ossa ed una particolare sensibilità oculare alla luce.

Lo studio in 3D
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Rio de Janeiro, coordinato da Paulo M. Brito, ha catturato ed esaminato alcuni esemplari di celacanti di entrambi i sessi, potendone studiare anche lo sviluppo embrionale. Questi celacanti, infatti, appartenenti alla specie Latimeria chalumnae, si riproducono per ovoviviparità, incubando le uova all’interno del corpo e portando alla luce fino a trenta piccoli. Grazie al ritrovamento di esemplari femmina con embrioni in diverse fasi di sviluppo è stato possibile analizzare l’ontogenesi dei polmoni in dettaglio, dall’embrione fino all’età adulta. Tramite l’utilizzo della tecnologia 3D, i ricercatori hanno potuto scoprire che i polmoni di questi esemplari sono organi vestigiali.

I risultati
L. chalumnae non presenta un vero e proprio organo polmonare simile agli animali terrestri, bensì possiede un diverticolo esofageo dalle ridotte dimensioni, circondato da un organo adiposo. La presenza di grasso all’interno conferma una predisposizione all’adattamento alle elevate profondità, in quanto essi possono infatti raggiungere i 700 metri. Gli abbozzi di organi negli esemplari studiati hanno permesso quindi di ipotizzare che gli antenati degli attuali celacanti, vivendo in acque poco profonde, facessero uso sia delle branchie che dei polmoni, per gestire la respirazione tra terra ed acqua. Le varie specie che si sono poi adattate alla vita sui fondali profondi hanno continuato a utilizzare solamente le branchie. Il cambiamento ambientale avvenuto ha portato quindi all’atrofizzazione dei polmoni nei celacanti di profondità, come le specie attuali, che hanno quindi mantenuto solo piccoli organi polmonari vestigiali.


Riferimenti:
Camila Cupello, Paulo M.Brito, Marc Herbin, François J Meunier, Philippe Janvier, Hugo Dutel, Gaȅl Clément. Allometric growth in the extant coelacanth lung during ontogenetic development. Nature Communication. Published online 15 September 2015

Immagine: Gerard Lacz